Bagaimanakah polimorfisme dalam C++ menjejaskan prestasi masa jalan?

Polymorphism menjejaskan prestasi semasa runtime Sebab utama ialah panggilan fungsi maya memerlukan panggilan tidak langsung melalui jadual fungsi maya, yang lebih mahal daripada panggilan langsung. Kaedah pengoptimuman termasuk: 1. Gunakan fungsi sebaris; 2. Elakkan warisan mendalam 3. Gunakan antara muka (C++11).

Impak polimorfisme dalam C++ pada prestasi masa jalan

Polymorphism ialah ciri utama dalam pengaturcaraan berorientasikan objek yang membolehkan atur cara mengikat kaedah dan sifat kelas yang berbeza pada masa jalan. Walaupun polimorfisme memberikan fleksibiliti dan kebolehgunaan semula kod, ia juga memperkenalkan beberapa overhed masa jalan.

Panggilan Fungsi Maya

Apabila fungsi maya dipanggil, pengkompil tidak boleh menentukan pada masa penyusunan versi kaedah yang hendak dipanggil. Oleh itu, ia mesti menggunakan jadual fungsi maya (VFT) pada masa jalan. VFT ialah jadual penunjuk yang mengandungi penunjuk kepada fungsi sebenar. Apabila fungsi maya dipanggil, pengkompil mencari penunjuk kaedah yang sesuai dalam VFT dan kemudian membuat panggilan tidak langsung.

Panggilan tidak langsung ini lebih mahal daripada panggilan terus kerana ia melibatkan carian memori tambahan. Walaupun overhed ini biasanya kecil, ia boleh terkumpul dalam kod yang memerlukan panggilan kerap ke fungsi maya.

Contoh: Hierarki Kelas Bentuk

Pertimbangkan hierarki kelas bentuk yang terdapat kelas bentuk yang berbeza (seperti Bulatan, Segi Empat dan Segi Empat). Semua kelas ini berasal daripada kelas asas Shape yang mentakrifkan fungsi maya getArea(). getArea() 虚函数。

class Shape {
public:
    virtual double getArea() const = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    Circle(double radius) : radius(radius) {}
    double getArea() const override { return M_PI * radius * radius; }

private:
    double radius;
};

class Square : public Shape {
public:
    Square(double side) : side(side) {}
    double getArea() const override { return side * side; }

private:
    double side;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    Rectangle(double width, double height) : width(width), height(height) {}
    double getArea() const override { return width * height; }

private:
    double width;
    double height;
};

当我们创建一个 Shape 对象并调用 getArea()

Shape* shape = new Circle(5);
double area = shape->getArea(); // 间接调用

Apabila kita mencipta objek Shape dan memanggil getArea(), pengkompil tidak dapat menentukan pelaksanaan yang hendak dipanggil. Oleh itu, ia mencari penunjuk fungsi yang sepadan dalam VFT seperti berikut:

rrreeePengoptimuman Prestasi

Jika fungsi maya perlu dipanggil dengan kerap, kita boleh mempertimbangkan untuk mengoptimumkan prestasi dengan:

• Gunakan fungsi sebaris fungsi boleh digantikan dengan panggilan langsung pada masa penyusunan, menghapuskan overhed panggilan tidak langsung.
• Elakkan hierarki warisan mendalam: Hierarki warisan mendalam memerlukan lebih banyak carian VFT, sekali gus meningkatkan overhed.
• Menggunakan antara muka (C++11): Antara muka membenarkan pengikatan dinamik tanpa memerlukan fungsi maya. Ini boleh mengurangkan overhed carian VFT.

Kesimpulan

Walaupun polimorfisme merupakan ciri yang berkuasa, impak prestasi masa jalannya perlu dipertimbangkan apabila memilih untuk menggunakannya. Dengan memahami overhed panggilan fungsi maya dan melaksanakan pengoptimuman yang sesuai, kami boleh mengimbangi fleksibiliti dengan prestasi.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah polimorfisme dalam C++ menjejaskan prestasi masa jalan?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!